‘2014 결정질실리콘 태양전지 연구회 워크숍’ 개최

“국내 태양광산업이 세계 속에 우뚝 서길 기대한다!”

이 민 선 기자

국내 태양광 관련 전문가들 150여명이 대거 참석한 이날 워크숍에서는 한국태양광산업협회, 한국에너지기술평가원, 한국에너지기술연구원은 물론이고 고려대학교, 성균관대학교 등의 대학교 및 현대중공업, 한화케미칼, LG전자 등의 기업들에서도 전문가들이 발표자로 참석함으로써 다채로운 강연과 토론이 진행됐다.

강연에 앞서 이번 워크숍의 주최인 한국태양광발전학회의 송진수 회장은 “지난 20여년간 신재생에너지 분야와 관련해 다양한 연구 및 논의가 있었지만, 실질적인 기술개발로 이어지지 못했다. 이와 더불어 태양광산업은 몇 년 동안 힘겨운 시간을 보내며 기술개발의 여력이 충분하지 못한 상황을 겪어내야 했다”며, “이러한 상황에서 다양한 에너지원의 융합 등과 같은 신개념 기술 공정 제어가 이뤄져야 한다. 오늘 이 자리가 그 구심점이 되길 희망한다”고 개회사를 전했다.

이어 한국태양광산업협회 김상열 회장은 “태양광에 대한 저변 확대 과정에서 그리드 패리티의 현실화, 산업 모델의 다변화 등의 변화가 관찰되고 있다. 지금은 어려운 시간을 견뎌낸 태양광산업이 다양한 도전과제에 대비해야 할 때”라며, “이를 위해 기술개발이 우선시돼야 하며, 비용경쟁력, 시장 다변화가 그 중심 과제가 될 것”이라고 강조했다.

그는 “한국은 반도체산업 등 다양한 분야에서 높은 기술적 인프라를 보유하고 있는 국가로서 세계적 창조 인프라 기반의 국내 태양광산업이 다양한 도전 앞에서 우뚝 서길 기대한다”며, “나아가 오늘과 같은 워크숍이 기반이 돼 그 영향력이 널리 확산되길 바란다”고 전했다.

2014 태양광산업을 전망하다!

한편, 첫 번째 강연자로 나선 한국태양광산업협회의 국자중 부회장은 ‘태양광산업 현황과 전망’이라는 주제로 지난 기간 동안의 태양광산업에 대해 진단했다.

그의 발표에 따르면, 지난 2011년 이후 계속되던 공급과잉이 점차 해소되고 있으며, 올해는 수요와 공급이 균형을 유지할 수 있을 것으로 기대된다. 이러한 현상과 더불어 특히 중국에서의 구조조정 효과가 가시화되면서 경영지표가 개선되고 있는 태양광 기업들도 늘어나고 있으며, 투자도 점차 개선되는 것으로 분석된다.

국 부회장은 “지금 태양광산업은 태양광 기업들의 구조조정, 중국 태양광산업의 여건 변화, 보호주의 대두, 태양광발전 가격 하락, 시장 다변화, 투자재개, 사업 모델의 확대 등 태양광산업을 둘러싼 환경이 변화되고 있다”며, “이러한 산업의 변화는 국내 태양광산업에 새로운 기회가 될 수 있다”고 언급했다.

그는 이러한 기회를 활용하기 위해 비용경쟁력 향상, 프로젝트 사업역량 확대, 시장다변화 대응, 연관산업과의 효율적 연계 등의 당면과제를 우선 해결해야 한다고 강조했다.

“그린 패리티를 넘어서 퓨어 패리티로 도약하자”

이어 한국에너지기술평가원의 손창식 태양광PD는 올해 태양광산업을 전망하고 더불어 R&D 역량 강화를 위한 전략에 대해 발표했다. 그는 2012년부터 지난해까지 PV 시장에서의 의미 있는 성장이 계속돼왔으며, 세계 PV 시장이 안정화에 접어드는 현상과 더불어 가격에 대한 압박 또한 강화되고 있다고 설명했다.

그의 발표에 따르면, 올해 태양광시장은 전 세계적으로 41~50GW의 설치량이 예상되며, 지난 2년간의 시장 정체 기조가 확실한 회복세로 반전할 가능성이 높아질 것으로 보인다. 이처럼 신규 설치량의 회복이 기대되는 가운데 관련 기업들의 설비투자 경쟁 또한 지속될 것으로 내다봤다.

손 PD는 이어 올해 예상되는 PV 시장에 대응하기 위해서 시장 대응형 및 가치 창출형 R&D가 절실하다며, c-Si, 박막, 그리고 3세대로 나눠 향후 추진될 분야별 R&D 추진 방향에 대해서 분석했다.

그는 “c-Si 분야는 우선 핵심소재 양산화 기술, 장수명 저가화 기술, 고효율 BOP 개발의 추세가 예상되며, 박막 분야에서는 고효율 및 플렉시블 모듈, 장비의 국산화, 저가 광흡수층 개발 등을 핵심으로 변화가 관찰된다”며, “이 외에 향후 BIPV 활성화 기술, 통합형 R&D 플랫폼 구축, 시스템 융합기술 등에 주목할 만하다”고 언급했다.

고품질 및 고효율화로의 변화 확연해질 것

한편, LG전자의 박상욱 PL 또한 태양광시장을 전망하고 더불어 고효율 실리콘 결정질 태양전지 기술개발 현황에 대해 분석했다. 특히 그는 결정질실리콘 태양전지와 관련해서 N-타입과 P-타입으로 분류해 분석함으로써 최신 기술동향에 대해 설명했다.

박 PL은 “N-타입의 경우 비용절감이 핵심사안으로 기술개발이 진행되고 있으며, 이 분야의 선도자들은 기존에 개발된 기술의 심화를 통한 공정최적화를 모색하고 있고, 이를 잇는 후발주자들은 공정삭제 및 단순화를 통한 차별화를 시도하고 있다”며, “또한 P-타입은 효율, PERC 기술의 양산화 기술개발이 두드러진다”고 분석했다.

그에 따르면, 기존에는 규모 및 용량 확대 현상이 눈에 띄었다면 향후에는 효율 및 품질 등에 집중하는 현상이 극명해질 것이며, 결정질실리콘 태양전지와 관련한 기술개발에 있어서는 N-타입 기판에 대한 성장이 기대된다고 강조했다. 이어 셀 제조에 있어 비용절감화를 실현하기 위해서는 Cu Plating이 중요한 기술로 인식되고 있으며, 고효율화를 위해서 부동화(Passivation)가 중요한 기술로 부각될 것이라고 강조했다.

그는 “당사 역시 내부적으로 고효율화를 위한 하이파워 모듈로의 변화 모색을 위해 다양한 연구가 진행되고 있으며, 이러한 연구가 실질적인 개발로 이어져 양산 또한 진행 중”이라고 LG전자의 최신 소식에 대해 전했다.

고효율 달성을 위한 실리콘 사용 저감 기술

이번 워크숍에서 마지막 세션의 좌장을 맡은 한국에너지기술연구원의 송희은 선임연구원은 ‘박형 결정질실리콘 태양전지 효율향상 연구’에 대한 보다 구체적인 연구결과를 발표해 눈길을 끌었다. 이날 워크숍에 참석한 다양한 전문가들은 한국에너지기술연구원에서 진행하는 연구 진행결과에 대해 궁금증을 보였다.

그는 전 세계 태양전지 생산량의 약 90% 이상이 결정질실리콘 태양전지 시장임을 언급하면서, 결정질실리콘 태양전지 산업의 밸류 체인 기술에서 폴리실리콘, 잉곳, 웨이퍼 비용이 전체 비용의 약 41%를 차지한다고 언급했다.

송 연구원은 “효율과 가격, 두 마리 토끼를 모두 잡기 위해서 점차 실리콘의 사용을 줄이고 기판의 두께가 얇아지는 방향으로 진행될 것”이라며, “연구원은 실리콘 사용을 줄이는데 중점을 두고 연구를 계속하고 있다”고 설명했다.

그는 박형 웨이퍼 제조 기술과 관련해 이온주입법, 절단공정 등의 다양한 연구 방법론에 대해 설명하면서, 특히 절단공정 과정을 통해 초기에는 90% 이상의 효율이 20%대로 현저히 낮아졌지만 최근에는 심도있는 연구결과에 따라 76%까지 효율 향상을 이뤄냈다고 언급했다. 향후 80% 이상의 효율을 위해 연구를 계속할 예정이라고 덧붙였다.

송 연구원은 “웨이퍼의 두께 감소 추세에 따라 장파장 영역에서의 빛 흡수도 또한 중요해지고 있으며, 이 과정에서 반사도 감소를 위해 실리콘 표면에 나노 구조(Nano Structure)를 적용했는데, 이를 통해 빛 흡수량 증가에 따른 변환 효율이 향상된 것으로 분석됐다”며, “이 외에도 연구원에서는 이중 반사방지막, 전극 이외의 부분에 도금이 되는 현상 최소화 방안, 휨 현상 개선 등 다양한 연구를 진행 중에 있다”고 소개했다.

송 연구원의 발표 외에도 이날 워크숍에는 성균관대학교 이준신 교수, 고려대학교 김동환 교수, 그리고 도요타 기술연구소(Toyota Technological Institute)의 마사푸미 야마구찌(Masafumi Yamaguchi) 교수, 프라운호퍼 ISE의 스테판 그룬즈(Stefan Glunz) 박사 등 국내외 전문가들의 강연이 주목받았다.

한국태양광발전학회 결정질실리콘 연구회 김 동 환 위원장

“워크숍의 성공적 안착 통해 산학연의 구심점 역할 기대”

Q. 한국태양광발전학회의 결정질실리콘 연구회 분과를 소개 한다면?

지난해 학회가 출범했을 당시부터 결정질실리콘 연구회 분과에 대한 고민이 있었다. 그러다가 지난해 말에 실리콘 태양전지 연구를 주도하는 몇몇 전문가들을 주축으로 연구회 분과를 결정했다.

아직은 조직 정비 전 상태로서, 이번 워크숍과 같은 행사를 통해 대외적으로 연구회를 알리고 이어 대학, 연구소, 기업 등과 같은 좀 더 다양한 분야의 전문가들의 참여를 통해 차근차근 체계를 갖춰나가고자 한다.

Q. 이번 결정질실리콘 태양전지 워크숍 개최의 의미는?

매년 워크숍이 개최되고 있으며, 올해로 5년째다. 올해 워크숍의 의미가 남다른 것은 연구회가 주최가 됐다는 점이다. 관련 분야의 전문가들을 모은 이러한 학술 활동을 통해 대내외적으로 연구회를 알리는 계기 및 발판을 마련했다고 생각한다.

Q. 올해 태양광산업을 어떻게 전망하나?

어떤 산업이든 상승기와 하강기가 있다고 본다. 사실 신재생에너지산업은 정책적, 인위적으로 리드되는 경향을 보이며, 점차 정부 정책의 의존성이 줄며 자연발생적인 산업 패턴이 관찰된다. 하지만 기본적으로는 정책과 완전히 떼어 생각할 수는 없는 부분이라고 생각한다.

이러한 과정을 통해 태양광산업은 꾸준한 성장을 거쳐 왔고, 몇 가지 제약조건을 극복한다면 산업의 안정적인 성장 또한 가능해질 것이라고 확신한다.

다만, 국내 전력에 있어 태양광의 수용 비율과 같은 정책적인 제약조건이 우선적으로 해결돼야 한다는 전제가 있다. 이미 독일에서는 태양광이 전체 전력 시장의 20% 가량을 차지할 수 있다는 분석이 나왔다. 한국에서도 태양광에 대한 중요성을 인식하고 발 빠르게 대응함으로써 향후 국내 태양광산업의 주도권이 달라질 수 있을 것이다.

Q. 국내 태양광산업의 기술경쟁력에 대해 평가한다면?

지난 10여년간 정부, 기업, 각계의 적극적인 투자를 통해 국내 태양광산업이 비약적인 기술력에 도달하며 탄탄한 인프라를 구축했다. 하지만 과거 몇 년간 산업의 침체기에 따라 투자가 지연되고 그 과정에서 많은 업체들이 도태되는 등의 이유로 기술경쟁력 및 R&D 인프라가 취약해지고 있는 상황이다.

태양광산업에 있어 인적, 물적 인프라는 타 산업에 비해 그 중요성을 더하며, 특히 실리콘 태양전지 연구에서 역시 이러한 부분이 핵심이 된다. 현재 산업의 침체기에 따라 기술개발 여건 또한 취약해지고 있어 산업이 제2, 제3 도약기에 도달했을 때에 큰 문제로 작용할 것으로 생각된다.

산업의 침체기에는 호황기와는 다른 방법론으로 지원정책이 이뤄져야 하는데, 현재의 방법론으로는 개발된 기술이 사장되고 R&D의 효용성이 떨어지는 현상이 극명질 것이다. 이러한 때일수록 발상의 전환이 필요하다.

더불어 이번 워크숍을 통해 대학, 연구소의 R&D 등 다양한 정보가 개방되고 나아가 산학연의 구심점이 될 수 있는 지원이 절실하다.

Q. 향후 계획 및 산업계에 바라는 바가 있다면?

결정질실리콘 연구회가 실리콘 태양전지 분야에서 구심점 역할을 해낼 수 있도록 더욱 적극적인 활동을 계획하고 있으며, 워크숍이 대학교, 연구소, 전문가, 학생들의 참여를 통해 활발한 학술 기술교류의 장이 되길 바란다.

이어 개인적인 제안을 하자면, 가까운 일본의 경우만 해도 이러한 학술대회 후 경과 보고서를 발간함으로써 연구 정보에 대해 공개 및 공유할 수 있게 돼있는데, 한국은 아직 이러한 부분이 미흡하다. 오늘과 같은 학술정보가 더 다양한 전문가들에게 공개됨으로써 기술력 향상을 이끌 수 있어야 한다. 이를 위해 연구회의 회원들이 더욱 사명감을 가지고 제 역할을 해내야 할 것이다.

SOLAR TODAY 이 민 선 기자 (st@infothe.com)

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